Buizenversterkers
Een eenvoudige, goed klinkende versterker met PCL805
SRPP

Een uitgewerkt voorbeeld van een SRPP balansversterker uitgerust met PCL805 buizen.
-

-

De PCL805 zijn ideaal in deze specifieke toepassing, zelfs al waren ze niet ontworpen als audioversterker. De buizen kunnen een piekstroom van 300mA leveren bij een relatief lage hoogspanning om de verticale afbuiging van televisies te realiseren.

De PCL85 buizen kunnen ook gebruikt worden, deze zijn wat ouder en werden gebruikt in een vorige generatie van televisies. De PCL805 is voorzien voor een hogere piekspanning, maar het maakt niet veel uit in deze schakeling, de eigenschappen van beide buizen zijn identiek.

De PCL8(0)5 bestaat niet in 6.3V versie in tegenstelling met de PCL86 aangezien de buis specifiek ontworpen werd voor de rasterafbuiging (met gloeistroomkring van 300mA). En toch, deze buis kan ook gebruikt worden in audioversterkers.

In een serie push pullschakeling zoals de SRPP moeten de buizen op een lagere spanning werken en een hoegere stroom leveren. Ik heb de basisschakeling opnieuw genomen en heb die aangepast voor de PCL805. Ik weet dat de buis hier perfect op zijn plaats zal zijn, want ik heb al meerdere versterkers met die buis gebouwd.

Rechts zie je de complete monoblok versterker met twee transformatoren (gloeistroom en hoogspanning) en de uitgangstransformator.

De werkpunt is beter gestabiliseerd want de schermroosterspanning van de onderste pentode wordt afgetapt op de cathode van de bovenste buis. Als de spanning op de uitgang stijgt, dan stijgt de roosterspanning eveneens en wordt de onderste buis meer geleidend.

De wisselspanningen zijn aangegeven voor een uitgangsvermogen van 1.6Wrms. Het zijn rms spanningen, de piekspanningen (top-top) liggen ongeveer 3× hoger.

De bandbreedte gaat van 40Hz tot 20kHz ±0.75dB en van 30 tot 22kHz ±1.5dB. De condensator van 1nF is de enige ingreep die nodig was om de versterking over de volledige bandbreedte constant te houden. Ik heb verschillende systemen geprobeerd: een kleine condensator over de tegenkoppelingsweerstand (het werkt, maar het effekt is te beperkt), een kleine condensator van de eindpentode naar de anode van de voortrap (maakt de versterker onstabiel als er blokgolven versterkt moeten worden). Alle combinaties van buizen en uitgangstransformatoren vergen aangepaste maatregelen, en de maatregelen die hier toegepast moesten worden zijn niet de meest voor de hand liggende.

Om de correcte gloeispanning voor de PCL805 te bekomen met een 24V transfo moet je de spanning gelijkrichten met schottky diodes (om de verliezen te beperken) en dan de spanning filteren zodat je ongeveer 17V per buis bekomt. De gelijkrichting en filtering wordt eerder gebruikt bij voortrappen om de brom te onderdrukken, hier is deze ingreep enkel toegepast om de spanning te verhogen. De buizen uit de "P" reeks hebben een goede isolatie tussen gloeidraad en cathode en hebben doorgaans geen gelijkspanning nodig.

Op de schakeling op de twee printplaatjes rechts zie je dat we te maken hebben met een bijna symmetrische schakeling.

Het skoopbeeld van een blokgolf is minder mooi dan bij een PCL86 (de storingen komen van de pentode) en het was niet gemakkelijk een goede blokgolf te bekomen voor alle frekwenties tussen 100Hz en 10kHz. Maar in vergelijking met een PCL86 haalt men een wat hoger vermogen.

De triode heeft een lagere versterking, de spanningsversterking bedraagt 45× ( = 65), de versterking is vergelijkbaar met die van een ECC81. De spanningsversterking is ruim voldoende om de eindtrappen volledig uit te sturen, zelfs met een tegenkoppeling van 12dB.

De wisselspanning op het stuurrooster van de bovenste pentode is groter dan de wisselspanning op de cathode (46V in vergelijking met 43V). Deze extra wisselspanning zorgt voor een correcte uitsturing van de bovenste pentode. Deze extra spanning van ongeveer 3V is dezelfde spanning dat er aangeboden wordt op het stuurrooster van de onderste pentode (maar met tegengestelde fase). Dit is dus echt een symmetrische push pull schakeling!

De pentode heeft een brede cathode om een sterke stroom te kunnen leveren (vergelijk de foto's van de PCL805 met die van de PCL86). In een audiotoepassing moet de buis al in een zeer slechte staat zijn als die geen voldoende stroom meer kan leveren. De stroom in de pentode kan ingesteld worden tot 70 75mA (enkel beperkt door de maximale dissipatie). De stroom werd beperkt tot 55mA voor tests en vastgelegd op 50mA op de uiteindelijke verstie.



De pentode heeft een stuurspanning nodig van 25V top-top (in vergelijking met een PCL86 die genoeg heeft aan 10V). De triode versterk ook wat minder, zodat we aan een gevoeligheid van 250mV geraken voor een volledige uitsturing zonder tegenkoppeling.

We hebben een tegenkoppeling van 12dB voorzien, de gevoeligheid wordt dan 1V. De sterkere tegenkoppeling kan de minder goede lineariteit beter onderdrukken. Bij tests met sinussignalen werkt de versterker perfekt, met blokgolven zijn er nog altijd kleine onregelmatigheden.

De PCL86 werkt best met een belasting van 2.8 3.3kΩ, maar de PCL805 kan probleemloos een belasting van 1kΩ aansturen. Dit is de primaire impedantie van een 100V lijnversterker op zijn 10W ingang. Een transfovermogen van 10W is ideaal, zo heeft men een vermogensreserve. Met een PCL805 heb je de beste vermogensaanpassing met een impedantie van 1.5 2.2kΩ.

De versterker levert 8.4W met een vervorming van 1% (5W met een vervorming van 0.1%) zonder tegenkoppeling. Voor deze test werd de voedingsspanning verhoogd tot 360V, de anodestroom bedroeg dan 58mA. De dissipatie in de pentode was 10W, juist aan de limieten van de buis. De uiteindelijke schakeling werkt met 300V (50mA) en levert een vermogen van 4.5W met d < 0.1%.

Als men de twee buizen vergelijkt, dan kan de PCL805 een hoger vermogen leveren, maar met een wat hogere vervorming, zeker als er blokgolven versterkt moeten worden (wat in de praktijk niet gebeurt, audiosignalen boven de 10kHz hebben een zwakke amplitude en zijn sinussen). De PCL86 die een echte audiobuis is heeft deze problemen niet en geeft een lagere vervorming. De vervorming wordt wel hoger dan met een PCL805 van zodra het vermogen hoger wordt dan 4W.

Het is de moeite te vermelden dat de vermogensmetingen RMS metingen zijn met een continu wisselsignaal. Het muziekvermogen ligt ongeveer 30% hoger. Door de cathodeweerstanden verschuift automatisch het werkpunt.

Om de beste aanpassing te bekomen gebruikt men de 5W aansluiting op een 100V lijntransfo voor de PCL86 en de 10W aansluiting voor een PCL805. De laagste vervorming bekomt men met de 3W aansluiting (PCL86) of 5W (PCL805).

De uitstekende bandbreedte (zelfs zonder tegenkoppeling) wordt bereikt door een goede uitgangstransformator te gebruiken, in dit geval een Visaton TR84. Het zijn niet enkel de push pull balanstransformatoren die een hifi geluid kunnen leveren, vaak presteren 100V transformatoren in een srpp schakeling veel beter.

De SRPP schakeling in classe AB (gebaseerd op de montage van Peterson - Sinclair) heeft een wat hoger rendement. Maar uiteindelijk heb ik besloten het Peterson-Sinclair gedeelte te behouden, maar de versterker toch in classe A te laten werken.

Publicits - Reklame

-